海豹九號(hào)氣槍震源船

2月10日，東方物探大港物探處2275隊(duì)墾利項(xiàng)目在項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)上被授予“優(yōu)質(zhì)工程”稱號(hào)。甲方對(duì)此次勘探的地震資料相當(dāng)滿意，特別是對(duì)氣槍陣列的兩子陣向三子陣發(fā)展這一技術(shù)表示肯定。這項(xiàng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)海上高精度勘探的重要一步，也是氣槍陣列技術(shù)發(fā)展的里程碑。

東方物探大港物探處從事灘淺海過渡帶油氣勘探已20余年，氣槍陣列設(shè)計(jì)技術(shù)綜合作業(yè)達(dá)到國際一流水平。該處通過技術(shù)創(chuàng)新，采用氣槍陣列技術(shù)解決了海上勘探震源信號(hào)寬頻帶問題，陣列的增加拓寬了震源信號(hào)的頻帶維度，為實(shí)現(xiàn)海上高精度勘探奠定基礎(chǔ)，走出符合自身特點(diǎn)的發(fā)展之路。

突破：震源技術(shù)向高端邁進(jìn)

氣槍震源系統(tǒng)是海上勘探作業(yè)的核心部分。該處通過自主研發(fā)氣槍震源控制系統(tǒng)軟件，將以前單槍12秒的作業(yè)時(shí)間刷新為不足9秒。經(jīng)過10余年努力，大港物探處形成灘淺海過渡帶地區(qū)高精度地震勘探技術(shù)系列PAI-Tz，為實(shí)現(xiàn)陸、灘、海數(shù)據(jù)的合理銜接與過渡，開發(fā)了一體化采集設(shè)計(jì)技術(shù)，打破了國外公司氣槍技術(shù)服務(wù)的封鎖。

在阿聯(lián)酋ABU-DA2B2BIYA區(qū)塊，多年來許多勘探公司對(duì)其望而卻步。原因在于當(dāng)?shù)?米至2米的淺水沼澤地形，炸藥禁用，震源車和氣槍震源船開不進(jìn)去，常規(guī)勘探所應(yīng)用的震源都使不上勁兒。

挑戰(zhàn)就是機(jī)遇，研制出一套適用于淺水震源系統(tǒng)勢(shì)在必行。大港物探處成立專項(xiàng)課題攻關(guān)小組，在震源能量的導(dǎo)向方面取得突破口。經(jīng)過資料分析，淺水震源在低頻部分獲得了豐富的信息，30赫茲以上頻率信噪比要好于炸藥激發(fā)，說明淺水震源在激發(fā)技術(shù)方面取得有效突破，有希望取代傳統(tǒng)的炸藥激發(fā)方式。

“利用氣槍震源取代傳統(tǒng)的炸藥作業(yè)是當(dāng)前世界勘探行業(yè)的大趨勢(shì)，氣槍震源擁有可控、穩(wěn)定、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，并且有消除氣泡震蕩，頻帶寬等特點(diǎn)。”該處副總工程師劉軍介紹，“當(dāng)然，在氣槍陣列的組合上還需要進(jìn)一步磨合，我們現(xiàn)在已經(jīng)設(shè)計(jì)了多套氣槍震源設(shè)備，可滿足勘探需要。”

發(fā)展：海豹震源船又添新成員

以海豹系列為代表的氣槍震源船是大港物探處極具特色的過渡帶勘探設(shè)備。 2012年，這個(gè)處啟動(dòng)海豹七號(hào)、海豹九號(hào)氣槍震源船建造項(xiàng)目，在東方物探造船工作領(lǐng)導(dǎo)小組的大力支持下，2013年完成建造。

海豹七號(hào)氣槍震源船采用了高速側(cè)吊氣槍震源收放系統(tǒng)、側(cè)吊拖曳兩用氣槍震源收放方法以及氣槍震源陣列槍杠等多項(xiàng)專利技術(shù)。這些技術(shù)的突破在于兩條后拖子陣列滑道、兩側(cè)吊的氣槍擺臂設(shè)置，無需改造即可直接布置2個(gè)至4個(gè)氣槍子陣和大容積勘探震源，作業(yè)能力和施工效率大幅提高。

海豹九號(hào)氣槍震源船是大港物探處結(jié)合自身在過渡帶施工的優(yōu)勢(shì)，在海豹一號(hào)震源船的基礎(chǔ)上，開發(fā)設(shè)計(jì)的新型可解體震源船。海豹九號(hào)氣槍震源船不僅適用于里海、東非等內(nèi)陸湖、海域的勘探作業(yè)，而且船體可拆解為13個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)陸路運(yùn)輸。同時(shí)，該船也是CCS（中國船級(jí)社）自成立以來首次認(rèn)同的設(shè)計(jì)類型，在設(shè)計(jì)和建造上有新突破。

提效：創(chuàng)新思路有效排除故障

在海上勘探作業(yè)中有這樣一句話：氣槍一響，黃金萬兩。氣槍故障排除是提升海上勘探施工效率的因素之一，直接關(guān)系到項(xiàng)目運(yùn)作的效益。

在不同類型的故障當(dāng)中，氣槍自激出現(xiàn)的頻次較高。該處氣爆工程師高斌說：“自激是氣槍不受槍控器控制而自行激發(fā)的現(xiàn)象，在槍控器的顯示界面上無法正確顯示。在傳統(tǒng)的維修方式中，采用二分法結(jié)合地震資料回放排查故障，但是這種方法耗時(shí)長、嚴(yán)重影響生產(chǎn)時(shí)效。”

在2013年度的QC成果發(fā)布會(huì)上，該問題得到有效解決，利用近場(chǎng)子波檢波器對(duì)氣槍自激進(jìn)行監(jiān)控，通過子波數(shù)據(jù)的分析來排查自激的氣槍。這種方法使得排查氣槍故障的平均耗時(shí)大幅度降低，使海上勘探作業(yè)的有效生產(chǎn)時(shí)間提升了30%。

由于氣槍震源技術(shù)的推動(dòng)，大港物探處2013年度兩個(gè)海上三維勘探項(xiàng)目均被甲方授予“優(yōu)質(zhì)工程”稱號(hào)。

延伸閱讀

氣槍震源技術(shù)

氣槍震源技術(shù)是利用高壓空氣迅速釋放，由氣泡的膨脹與收縮而產(chǎn)生地震波的一種非炸藥震源，廣泛用于海洋地震勘探，也可用在河流、湖泊、沼澤等區(qū)域，經(jīng)改裝后還可作為適合陸地使用的震源。95%以上的海上勘探震源是氣槍震源。

在水域勘探中，通常采用氣槍陣列作為震源。隨著地震勘探的高保真度、寬頻帶數(shù)據(jù)采集的發(fā)展，正在逐漸形成大道數(shù)、高采樣率、小道距、小線距數(shù)據(jù)采集的趨勢(shì)。目前，勘探區(qū)域日益復(fù)雜化，包括河流、湖泊等相對(duì)封閉的水域，也包括淺海、過渡帶的海上設(shè)施密集復(fù)雜水域及深海區(qū)域。

氣槍震源作為水域地震勘探的主要震源，為了適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)氣槍震源激發(fā)產(chǎn)生的地震波品質(zhì)要求越來越高，主要體現(xiàn)在大低頻成分、多槍、多子陣、立體槍陣、高氣泡比、大容量、高能量、高穩(wěn)定性和高方向性。在實(shí)際生產(chǎn)中，甚至要針對(duì)采集項(xiàng)目的特殊地層改變、設(shè)計(jì)新的陣列。

專家解讀

我國氣槍震源技術(shù)向?qū)掝l低頻發(fā)展

李海軍（東方物探公司物探裝備研發(fā)專家）

自上世紀(jì)七八十年代美國西方地球物理公司發(fā)明了氣槍以來，氣槍作為目前最主要的海上震源勘探設(shè)備，無論在深海拖纜作業(yè)中，還是灘淺海過渡帶作業(yè)中，都發(fā)揮著重要作用。

直到1982年，我國才開始接觸氣槍震源技術(shù)，比美國等國家晚了8年左右。但相對(duì)較晚的起步卻并沒有影響我國氣槍震源技術(shù)發(fā)展的速度。經(jīng)過幾十年的持續(xù)自主研發(fā)和配套裝備改造，我國氣槍震源技術(shù)已實(shí)現(xiàn)從追趕到領(lǐng)跑，整體性能達(dá)到世界先進(jìn)水平，勘探領(lǐng)域從0米到無限水深。在激發(fā)方面，我國還形成適應(yīng)不同過渡帶區(qū)域的氣槍激發(fā)技術(shù)，研制了不同容量、不同吃水深度的氣槍震源船及根據(jù)勘探區(qū)域特點(diǎn)靈活設(shè)計(jì)氣槍陣列的氣槍震源激發(fā)技術(shù)。

然而，隨著近些年勘探區(qū)域日益復(fù)雜化，為了能夠準(zhǔn)確有效地勘探水域資源，對(duì)地震波品質(zhì)的要求越來越高。如何拓展氣槍震源的頻譜寬度研究領(lǐng)域，拓寬震源頻帶寬度，提高氣槍震源低頻輸出能量？如何能夠在復(fù)雜勘探區(qū)域下得到一個(gè)能量大而均勻，頻譜寬而平滑的氣槍陣列，是目前很多技術(shù)人員研究最多的陣列設(shè)計(jì)問題。

作為地震勘探的基礎(chǔ)設(shè)備，優(yōu)質(zhì)的氣槍是設(shè)計(jì)高性能氣槍陣列的有力設(shè)備保障，直接影響氣槍震源的整體性能。而氣槍震源的優(yōu)質(zhì)與否除了與性能相關(guān)外，還體現(xiàn)在要按照施工區(qū)域地質(zhì)要求選擇適合的氣槍類型，提供趨于理想的激發(fā)能量。所以了解每種氣槍的性能特點(diǎn)從而“對(duì)癥下藥”將是我國技術(shù)人員研究的方向。

在海洋勘探中，氣槍在一定深度的水體中釋放高壓氣體，氣體膨脹向周圍傳播，向上傳播的波遇到水面后又向下反射傳播（稱之為虛反射或鬼波），與之前向下傳播的波（稱之為直達(dá)波）之間相互疊加、干擾，影響了地震資料的頻譜帶寬。為消除或減少這種影響，技術(shù)人員需要從氣槍陣列的設(shè)計(jì)入手。據(jù)試驗(yàn)表明，相對(duì)于傳統(tǒng)的氣槍陣列，新型多層次氣槍陣列更適用于頻率相對(duì)較低的底層，可以削弱鬼波的能量，減少鬼波對(duì)直達(dá)波的干擾。深入研究多層次氣槍陣列的設(shè)計(jì)和應(yīng)用或?qū)⒊蔀槲覈鴼鈽屨鹪醇夹g(shù)發(fā)展的突破口之一。